下一代弹性光网络的关键功能模块：光纤通信的应用，网络通道的延长
近年来，随着云计算和高清媒体流媒体的普及，光子基础设施中的通信和信息技术的使用日益增加，光纤容量危机引发了对光网络的谱效率意识设计理念的关注。此外，随着视频传递服务和数据中心等高容量服务的增加，传输网络的灵活性变得更加重要。
光纤通信
因此，在下一代光通信中，光节点需要以弹性和高效的方式分配资源，以专业化地提供高速和低速数据传输。为了表示这种不断发展的网络场景，提出并展示了一种弹性网络，通过在频谱中弹性地分配资源来解决所需带宽和分配带宽之间的不匹配。
通过使用这种技术，可以根据特定需求为每个通道分配自定义带宽。在频谱领域进行弹性分配意味着不使用标准的50 GHz ITU网格，而是可以分配连续的频谱来容纳带宽要求较大的高容量通道。
同时，对于需要较低带宽的通道，可以使用较窄的通道间隔更高效地容纳它们，前提是不影响性能。预计下一代光网络将需要应对许多挑战，特别是在弹性光节点方面，因为需要在频谱和时间资源的分配方面增加灵活性，以便能够高效地支持按需服务和功能。
波分复用网络利用路由和波长分配算法为新请求找到可用资源。然而，在弹性光网络中，由于新的灵活频谱分配，问题更加复杂，其中考虑的是弹性频谱带而不是单个波长。对于具有特定带宽要求的新请求，路由和频谱分配算法需要确定从源到目的地可用的足够宽的频谱插槽。
此外，随着通道的添加和删除，它们会留下不连续的自由频谱插槽。尽管这些碎片的带宽可能相当可观，但由于缺乏足够连续的频谱，可能会阻塞新的通道请求。通过在RSA算法中引入适当的策略，可以在一定程度上防止频谱碎片化。另外，还可以使用波长转换等技术来进行频谱整理。
光节点的另一个问题是，它必须管理混合供应商流量设施的传输，包括传统信号、核心流量和多格式、可变比特率的信号。因此，灵活的光节点将需要以灵活和高效的方式分配资源，以支持一系列超级通道和较低速度通道。节点的密度主要受到不同段之间的链路互通性的影响。
对弹性光节点的需求
光网络近年来的发展使得光谱资源可以以无网格的方式进行弹性分配，以适应高速和可变比特率信号，并实现高谱效率。其他基于单载波的弹性网络通过调整传输调制格式来减小损耗或者利用高的光信噪比余量以更高的数据速率进行传输，并在传输范围和谱效率之间做出权衡。
这样的演示需要具备适当功能的光通信基础设施，例如频率复用、频谱整理、波长转换、组播、格式转换等。然而，部署一整套技术和基础设施以满足所有可能的信号和流量要求将代价高昂。
相反，新兴技术需要与现有技术共存，并提供平滑的迁移路径，旧技术可以逐步替换。此外，在动态光网络的背景下，随着设置和终止具有特定传输和交换要求的通道，所需的服务功能可能会随时间变化。
为了有效支持这种动态需求与静态光节点架构的组合，这是一个重大挑战，可能不可实现或者不具有成本效益。因此，需要开发一种新型的灵活可演变的光基础设施，以实现资源的弹性分配，并根据需求提供任意的交换和处理能力。
下一代弹性光网络的关键功能模块：波长转换、格式转换和组播
总结
科学家探讨了在光领域处理信号的方法，提供了增强光层灵活性以分配网络资源以及根据流量需求提供按需功能的适应性基础设施的解决方案，以实现异构流量的高效传输。此外，全面回顾了光信号处理技术的最新进展。
这一实验理论介绍了一系列突破性的解决方案，以实现光信号处理的广泛应用，从而克服光纤应用中的容量瓶颈。内容涵盖了朝着弹性光网络发展的路线图、光交换范式、对弹性光节点的需求，以及支持光通信中无网格节点的应用。
这些应用能够通过全光信号处理功能，例如组播、频谱整理、格式转换、波长转换和高速信号整理等，在碎片化的频谱中重新定位信号，以维持高效的资源利用。
